基于RFID技術(shù)的后方倉庫管理系統(tǒng)設(shè)計

　　隨著軍事裝備物資的使用頻率與消耗數(shù)量日益增加，部隊對于倉庫保障工作的要求越來越高，同時也帶來倉庫管理工作任務(wù)的增加。當(dāng)前，我軍大部分后方倉庫管理主要采用兩種方式：一是人工管理。這種管理主要是靠手工錄入，每次盤查庫存信息時必須對所有的裝備物資進(jìn)行盤查，效率低且出錯率高，大量物資積壓，得不到及時的利用，造成極大資源浪費(fèi)。二是條形碼管理。這種管理方式能提高裝備物資出庫、入庫的速度，提高工作效率，節(jié)約人力資源，但也存在著條形碼易被復(fù)制和被化學(xué)物品腐蝕、數(shù)據(jù)易丟失等缺陷。

　　針對當(dāng)前部隊后方倉庫管理手段不豐富、信息化程度不高的問題，本文借鑒國內(nèi)外RFID技術(shù)的應(yīng)用成果，研究利用基于RFID技術(shù)的后方倉庫管理系統(tǒng)。

　　RFID 技術(shù)是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，目前已被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代物流管理領(lǐng)域

　　一、RFID技術(shù)工作原理

　　RFID技術(shù)是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，通過射頻信號方式進(jìn)行非接觸雙向通信，達(dá)到自動識別目標(biāo)對象目的并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息。它具有無接觸式、大容量、快速、高容錯、抗干擾和耐腐蝕、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，目前已被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代物流管理領(lǐng)域。通常情況下，RFID系統(tǒng)由電子標(biāo)簽、讀寫器、天線和通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等四部分組成。其工作原理是，當(dāng)標(biāo)簽(無源標(biāo)簽或被動標(biāo)簽)進(jìn)入磁場后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息，或者標(biāo)簽(有源標(biāo)簽或主動標(biāo)簽)主動發(fā)送某一頻率的信號，解讀器讀取并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

　　RFID在倉儲管理中的主要作用是自動采集貨物到貨、入庫、移庫、出庫時的數(shù)據(jù)，包括貨物名稱、規(guī)格、種類、型號等等，并自動分析貨物的信息，根據(jù)數(shù)據(jù)整合，經(jīng)過技術(shù)手段找到提高倉庫管理效率的方案。其基本原理，如圖1。

圖1：RFID工作原理圖

　　二、系統(tǒng)需求分析

　　部隊后方倉庫是為了保證部隊?wèi)?zhàn)時和平時物資需求而設(shè)立的，其核心任務(wù)是搞好物資的儲備供應(yīng)。因此，基于RFID的后方倉庫管理系統(tǒng)應(yīng)圍繞做好儲備物資的管理工作展開。后方倉庫具有儲存物資多、儲存周期長、管理工作困難等特點(diǎn)，基于此，本系統(tǒng)應(yīng)具有以下三個主要功能。

　　1.出入庫管理功能。后方倉庫裝備物資種類較多，數(shù)量較大，出入庫頻繁，需要借助RFID技術(shù)的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對裝備物資進(jìn)出倉庫自動識別，達(dá)到精確統(tǒng)計貨物信息、減輕管理員工作量的效果。

　　2.庫區(qū)盤點(diǎn)功能。對庫存物資進(jìn)行盤點(diǎn)是倉庫管理員的工作之一。常規(guī)情況下，倉庫管理員人工盤點(diǎn)，效率低且準(zhǔn)確率不高，需要借助RFID實(shí)現(xiàn)庫區(qū)物資快速盤點(diǎn)。

　　3.預(yù)警功能。后方倉庫部分裝備物資儲存周期較長，長時間存放容易損耗物品的使用價值，要求系統(tǒng)能夠?qū)齑嫖镔Y存放的時間進(jìn)行預(yù)警。同時，部分裝備物資的儲存對溫濕度要求較高，系統(tǒng)也需提供溫濕度預(yù)警功能。

　　三、系統(tǒng)方案設(shè)計

　　1.系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計

　　本系統(tǒng)面向部隊后方倉庫裝備物資的管理自動化、信息化而設(shè)計，主要用于裝備物資出入庫自動識別管理。系統(tǒng)將RFID技術(shù)與管理信息系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對裝備物資自動識別和信息化管理，有效、準(zhǔn)確地識別、采集、記錄和上傳進(jìn)出庫房的裝備物資信息，實(shí)現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控存放點(diǎn)的溫濕度信息，實(shí)現(xiàn)對裝備物資存放地點(diǎn)的監(jiān)控，從而建立起部隊后方倉庫管理信息系統(tǒng)。系統(tǒng)架構(gòu)，如圖2。

圖2：基于RFID的后方倉庫管理系統(tǒng)架構(gòu)

　　2.系統(tǒng)硬件設(shè)計

　　(1)電子標(biāo)簽

　　鑒于超高頻標(biāo)簽具有傳送數(shù)據(jù)快、閱讀距離大、作用范圍廣、防沖突機(jī)制好、數(shù)據(jù)存儲時間長等優(yōu)點(diǎn)，非常適合應(yīng)用于倉儲管理中，因此RFID標(biāo)簽選用超高頻段的電子標(biāo)簽。在儲物貨架和貨位上選用金屬標(biāo)簽，減少金屬貨架帶來的識別影響;在物資包裝箱上選用普通超高頻電子標(biāo)簽，降低成本。

　　(2)讀卡器

　　讀卡器主要包括RFID閱讀器、手持終端和定位器三種，通過串行外設(shè)接口與S3C44BOX相連。以ARM11為架構(gòu)的S3C44BOX作為本讀卡器的核心控制器和運(yùn)算器，與RAM和Flash通過地址總線和數(shù)據(jù)總線進(jìn)行連接，讀卡器的結(jié)構(gòu)如圖3。

圖3：讀卡器結(jié)構(gòu)圖

　　(3)RFID中間件

　　RFID中間件是射頻識別系統(tǒng)與應(yīng)用系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹虚g媒介，從應(yīng)用程序端使用中間件所提供的一組通用應(yīng)用程序接口(API)，即可連接到RFID讀寫器，讀取RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)。這樣一來，即使存儲RFID標(biāo)簽情報的數(shù)據(jù)庫軟件或后端應(yīng)用程序增加或改由其他軟件取代，或者讀寫RFID讀寫器種類增加等情況發(fā)生時，應(yīng)用端不需修改也能處理，省去多對多連接的維護(hù)復(fù)雜性問題。本系統(tǒng)可選取主流廠商BEA的RFID中間件產(chǎn)品。其架構(gòu)體系如圖4，可以清晰獲知系統(tǒng)信息的數(shù)據(jù)流程。

圖4：RFID中間件架構(gòu)體系

　　3.系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

　　該系統(tǒng)主要功能包括系統(tǒng)管理、基本信息管理、出入庫管理、庫存管理以及查詢功能等，其功能組成如圖5。

圖5：系統(tǒng)功能模塊

　　該系統(tǒng)的主要功能說明如下：

　　系統(tǒng)管理和基本信息管理：這兩個模塊都屬于對系統(tǒng)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)管理。可以實(shí)現(xiàn)對人員信息、貨物信息、貨區(qū)信息的基礎(chǔ)管理，實(shí)現(xiàn)對角色權(quán)限的變更和系統(tǒng)維護(hù)工作。

　　出入庫管理：是本系統(tǒng)的核心功能。其中，入庫管理是實(shí)現(xiàn)貨物的入庫操作，包括入庫單的錄入、修改、刪除，入庫貨位的自動及手動分配等。出庫管理主要實(shí)現(xiàn)貨物出庫任務(wù)的操作，包括出庫單的錄入、修改和刪除，出庫任務(wù)的自動及手動生成等。移庫管理主要實(shí)現(xiàn)移庫任務(wù)的錄入、修改和刪除。

　　庫存管理：是對倉庫現(xiàn)有裝備物資的信息化管理。包括對倉庫現(xiàn)有庫存的盤點(diǎn)、當(dāng)前貨位的統(tǒng)計，并提供庫存預(yù)警、過期預(yù)警、溫濕度預(yù)警三大預(yù)警功能。

　　查詢功能：倉庫管理員通過查詢功能，實(shí)現(xiàn)入庫單、出庫單、移庫單的查詢、貨物查詢、庫位查詢、系統(tǒng)日志查詢等基礎(chǔ)功能。

　　4.系統(tǒng)關(guān)鍵業(yè)務(wù)流程設(shè)計

　　基于RFID技術(shù)的軍用倉庫管理系統(tǒng)的核心是：在每套裝備或物資的包裝箱上附加電子標(biāo)簽，在各個庫房的入口、堆垛區(qū)附近設(shè)置RFID讀寫器，使得裝備物資在通過讀寫器時，讀寫器可以通過電子標(biāo)簽獲得附帶的信息。同時，在庫房內(nèi)挑選適當(dāng)位置安置溫濕度傳感器，實(shí)時監(jiān)控倉庫的溫濕度情況。

　　(1)入庫作業(yè)流程

　　倉庫管理系統(tǒng)接收到入庫作業(yè)指令后，倉庫管理員了解相關(guān)業(yè)務(wù)資料信息，做好貨物接收準(zhǔn)備。當(dāng)貨物準(zhǔn)備入庫時，RFID讀寫器自動讀取電子標(biāo)簽中的信息，系統(tǒng)自動比較實(shí)際入庫信息與預(yù)入庫信息，如信息不符，發(fā)出警告并由相關(guān)業(yè)務(wù)部門工作人員解決，如信息無誤，系統(tǒng)將按照最佳存儲方式自動分配庫位，同時生成入庫單。入庫作業(yè)流程，如圖6。

圖6：貨物入庫流程圖

　　(2)出庫作業(yè)流程

　　倉庫管理員獲取出庫作業(yè)指令，了解相關(guān)作業(yè)細(xì)節(jié)，并借助倉庫管理系統(tǒng)制定出庫計劃，編制出庫單，工作人員依據(jù)出庫單上的方案進(jìn)行出庫作業(yè)。當(dāng)貨物出庫時，RFID閱讀器自動讀取貨物電子標(biāo)簽上的信息，并判斷是否為出庫單中的貨物，貨物順利出庫后，倉庫管理系統(tǒng)刷新庫存清單和出入庫記錄。出庫作業(yè)流程，如圖7。

圖7：貨物出庫流程圖

　　(3)庫存盤點(diǎn)流程

　　根據(jù)倉庫管理系統(tǒng)盤點(diǎn)計劃選擇要進(jìn)行盤點(diǎn)的倉庫或庫區(qū)，并生成盤點(diǎn)清單。系統(tǒng)定位到需要盤點(diǎn)的倉庫或庫區(qū)，借助無線網(wǎng)絡(luò)將盤點(diǎn)指令發(fā)送到RFID讀寫器，讀寫器根據(jù)指令開始讀取數(shù)據(jù)并通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至系統(tǒng)中，倉庫系統(tǒng)比較實(shí)際盤點(diǎn)信息與盤點(diǎn)清單之間的差異，生成表格。

　　四、結(jié)束語

　　本文以RFID技術(shù)為核心，將重點(diǎn)放在后方倉庫物資的跟蹤與出入庫物資信息的收集上，設(shè)計了一套基于RFID的后方倉庫管理信息系統(tǒng)，提高了后方倉庫的裝備物資儲存能力，提升了作業(yè)效率，實(shí)現(xiàn)了對儲備物資的信息化管理。